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Transducteur de courant et TC 4-20 mA
Un automate, une GTB ou un afficheur industriel n'accepte pas un courant de 5 A en entrée. Il attend un signal normalisé, et le plus répandu reste la boucle 4-20 mA.
Deux appareils permettent d'y arriver : le transducteur de courant, qui convertit le 5 A d'un transformateur de courant existant, et le TC à sortie 4-20 mA directe, qui fait les deux en un seul boîtier.
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Qu'est-ce qu'un transducteur de courant ?
Un transducteur de mesure convertit une grandeur électrique en un signal normalisé, exploitable par un automate ou une supervision. La norme CEI 60688 le définit comme un appareil convertissant une grandeur alternative ou continue en un courant continu, une tension continue ou un signal numérique.
Un transformateur de courant à sortie 4-20 mA relève exactement de cette définition : il mesure un courant alternatif et le restitue sous forme de courant continu normalisé. C'est à la fois un transformateur de courant et un transducteur, les deux fonctions étant réunies dans le même appareil
Jusqu'à 250 A, et au-delà
Le choix se fait sur l'intensité à mesurer et sur la taille du conducteur.
Jusqu'à 250 A, un TC à sortie 4-20 mA suffit. Le conducteur passe dans le tore, l'appareil est alimenté, et le signal part vers l'automate. Un seul boîtier, un seul câblage. Nos références couvrent 100 A avec un passage de 28 mm, et 250 A avec un passage de 23 mm.
Au-delà, deux solutions.
La première est le montage classique : un transformateur de courant à secondaire 5 A, suivi d'un transducteur qui convertit ce 5 A en 4-20 mA. Elle n'a pas de limite haute — un TC 5000/5 se traite comme un 100/5 — et elle permet de réutiliser un transformateur de courant déjà en place. Deux appareils au lieu d'un, mais aucune contrainte de calibre.
La seconde est la boucle Rogowski associée à un intégrateur à sortie 4-20 mA. Elle s'impose quand le conducteur est trop gros, de forme irrégulière, ou qu'on ne veut pas le démonter pour y glisser un tore rigide.
Entre les deux, c'est la géométrie qui tranche : si un tore rigide se pose sans difficulté, le montage transformateur de courant plus transducteur est le plus simple. Sinon, la boucle Rogowski.
Pourquoi une sortie 4-20 mA
Trois raisons expliquent que ce standard ait survécu à tout ce qui l'a suivi.
— C'est une entrée universelle. Tout automate, tout module d'acquisition, toute GTB dispose d'entrées analogiques 4-20 mA. Aucune configuration, aucun protocole, aucune adresse à déclarer.
— Le signal ne se dégrade pas avec la distance. C'est un courant, pas une tension : la chute dans le câble ne fausse pas la mesure, contrairement à un signal 0-10 V.
— Le zéro vivant. La valeur nulle correspond à 4 mA, pas à 0. Un câble coupé ou un appareil hors tension donne 0 mA, une valeur impossible en fonctionnement normal : la panne se distingue d'une consommation nulle.
Face au Modbus, le 4-20 mA ne transmet qu'une grandeur, sans les tensions ni le facteur de puissance. Mais il ne demande ni paramétrage ni bus, et il se raccorde là où le Modbus n'existe pas.
Choisir son TC à sortie 4-20 mA
Quatre critères.
Le courant primaire. Il se cale sur le courant maximal du départ mesuré. La plage de sortie s'étend de 4 mA pour un courant nul à 20 mA au primaire nominal.
Le diamètre de passage. Le conducteur doit passer avec son isolant. Nos références offrent 28 mm en 100 A et 23 mm en 250 A — vérifier ce point avant l'intensité, car c'est souvent lui qui décide.
La tension d'alimentation. Contrairement à un TC classique, un TC à sortie 4-20 mA est un appareil actif : il doit être alimenté. Nos références existent en 24 VDC et en 230 VAC selon les modèles. La consommation reste faible, de l'ordre de quelques watts.
La classe de précision. Nos TC à sortie 4-20 mA sont en classe 0,5, ce qui convient au suivi énergétique, à la supervision et au pilotage. Pour un comptage servant de base à une facturation, c'est vers une classe 0,2S qu'il faut se tourner.
Raccorder une boucle 4-20 mA
La boucle est un circuit série : l'appareil injecte un courant, le récepteur le mesure, et tout ce qui se trouve entre les deux est traversé par le même courant. La polarité doit être respectée.
L'alimentation se raccorde séparément de la boucle de mesure. Un câble à paire torsadée blindée suffit, le blindage étant relié à une seule extrémité.
Comme pour tout transformateur de courant, la pose se fait hors tension : le tore évite le démontage du conducteur, pas la consignation.
→ Branchement d'un transformateur de courant
Questions fréquentes
Que valent 4 mA et 20 mA ?
4 mA correspond à un courant primaire nul, 20 mA au courant primaire nominal. La correspondance est linéaire entre les deux : un TC 250 A qui délivre 12 mA mesure 125 A.
Faut-il alimenter un TC à sortie 4-20 mA ?
Oui. Contrairement à un transformateur de courant classique, qui est passif, un TC à sortie 4-20 mA est un appareil actif. Nos références existent en 24 VDC et en 230 VAC selon les modèles.
Peut-on dépasser 250 A en sortie 4-20 mA ?
Oui, de deux façons. Soit un transformateur de courant à secondaire 5 A — quel que soit son rapport, jusqu'à plusieurs milliers d'ampères — suivi d'un transducteur qui convertit le 5 A en 4-20 mA. Soit une boucle Rogowski associée à un intégrateur à sortie 4-20 mA, lorsque le conducteur est trop gros ou trop irrégulier pour un tore rigide.
Un TC à sortie 4-20 mA est-il un transducteur ?
Oui, au sens de la norme CEI 60688 : il convertit une grandeur alternative en un courant continu normalisé. Il réunit simplement la mesure et la conversion dans un seul appareil.
4-20 mA ou Modbus ?
Le 4-20 mA transmet une grandeur vers une entrée analogique existante, sans paramétrage. Le Modbus transmet toutes les grandeurs sur un bus, mais suppose une supervision qui sache le lire.
